Последствия загрязнения почв: как их минимизировать?

Существуют различные источники загрязнения почвы. Принято разделять их на естественные и антропогенные. Первые возникают без участия человека в результате биологических процессов. В этом случае в почву поступают загрязняющие вещества из другой природной среды. Например, в результате выветривания гор, извержения вулканов, выпадения осадков, наносов с рек и т. д. Однако процент отрицательного воздействия, как правило, невелик и не может причинить существенного урона экосистемам.

Антропогенное загрязнение происходит в результате человеческой деятельности. Основную массу вредных веществ приносит техника. Например, из-за активного использования автомобилей происходит загрязнение почвы свинцом. В сельском хозяйстве также используется много химикатов: пестицидов, ингибиторов роста, минеральных удобрений.

Все вещества можно разделить на 2 группы: химические (различные элементы таблицы Менделеева и их соединения) и биологические (гельминты, простейшие, бактерии и вирусы).

Охрана земель от загрязнения

Для охраны почвы от химического загрязнения применяются разные мероприятия и технологии. Главным профилактическим методом является внедрение архитектурных решений, отделяющих промышленные зоны и земельные участки, обрабатываемые химикатами от ландшафтных территорий. В этих целях создаются санитарно-защитные зоны, вводится нормирование химического загрязнения почв.

Советуем почитать: Основные виды отходов: группы мусора по составу, агрегатному состоянию, степени опасности

Другие мероприятия для защиты грунта от вредных выбросов:

• Установка на предприятиях газоочистных и пылеочистных установок, снижающих выброс в атмосферу.
• Модернизация технологических процессов на предприятиях.
• Реконструкция заводов или отдельных цехов, являющихся источником токсичных веществ в земле.
• Очистка грунтовых слоев при помощи промывки, глинования, органических или минеральных удобрений и другими доступными методами нейтрализации вредных компонентов.
• Локализация (закрепление) загрязняющего вещества для предотвращения его последующего распространения.

Чем это опасно

Ученые считают, что резкое ухудшение здоровья населения связано с химическим загрязнением окружающей среды. Дело в том, что почва является своеобразным «буфером», где скапливаются стойкие химические соединения. Также она является отправной точкой в «путешествии» по трофическим цепям. Сложно перечислить все источники загрязнения почвы. Картинки могут наглядно показать, что происходит с планетой.

Негативное воздействие химикатов на человека может выражаться следующим образом:

• Токсический эффект.
• Появление аллергий различного характера.
• Многие вещества могут вызывать мутации.
• Канцерогенный эффект.
• Нарушение репродуктивных функций человека.
• Возникновение пороков развития у детей и эмбрионов.
• В больших концентрациях в результате накопления отдельные элементы могут привести к летальному исходу.

Некоторые вещества могут воздействовать комплексно, другие – избирательно. Например, употребление в пищу растений с повышенным содержанием кадмия приводит к стойким поражениям скелета, его деформации. Ртуть поражает нервную систему, а свинец – внутренние органы и мозг.

Последствия

Вследствие химического загрязнения почвы возникают следующие проблемы, которые могут приобрести масштаб катастрофы:

1. Изменение химико-биологического состава почвенного грунта, потеря им плодородных качеств.
2. Деградация окружающей среды, контактирующей с почвой — водных объектов, воздуха. Как следствие — потенциальная угроза дефицита питьевой воды и голода на планете.
3. Попадание и накапливание вредных соединений в организм человека из почвы по пищевым цепочкам приводит к ухудшению его здоровья.
4. Токсические вещества могут вызывать нарушения в структуре ДНК и мутации у животных и человека.

Основные источники загрязнения почв и окружающей среды

Из-за активного использования природных ресурсов, технического прогресса и ряда других факторов процесс загрязнения почвы становится неизбежным. На данном этапе развития человек может уменьшить свое отрицательное воздействие на окружающую среду. Люди загрязняют почву различными веществами. Это такие как:

• Бытовые отходы.
• Нефть и продукты ее переработки.
• Пестициды.
• Удобрения.
• Радиоактивные вещества.
• Выхлопные газы.
• Химические элементы и их соединения.
• Тяжелые металлы.

Следует отдельно обсудить основные источники загрязнения почв.

Почва и её значение в жизни человека

Это природное образование, имеющее огромное значение для человека. В первую очередь как источник продовольствия. Кроме того, почвенный покров участвует в создании оптимально положительной обстановки для жизни, отдыха и труда людей.

Благодаря земельным ресурсам нашей планеты обеспечить необходимыми продуктами питания можно население, значительно большее по количеству, чем проживает сейчас на Земле. Также почва является регулятором химического состава гидросферы, атмосферы.

Жилые дома и бытовые предприятия

В процессе жизнедеятельности человек часто не подозревает, какой урон он наносит природе своим пренебрежительным отношением к ней, к вещам, которыми он пользуется. Ведь бытовой мусор является одним из основных загрязнителей. Чтобы убедиться в этом, достаточно проехать до ближайшей свалки. Сколько она занимает места, и как долго будет перерабатываться весь накопленный мусор одними усилиями природы? Этот процесс может занять сотни лет. Человека уже не станет, а мусор, оставленный им, все еще будет гнить. Свалки – это гигантские источники загрязнения почвы. Микробиология давно бьет тревогу по этому поводу.

Также стоит следить за собой и содержать организм в чистоте. Отходы жизнедеятельности – это основные источники загрязнения почвы и грунтовых вод биологическим «мусором». С фекалиями в окружающую среду попадают различные болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и иные представители патогенной микрофлоры. Попав во внешнюю среду, многие микроорганизмы не погибают. Так, бактерии столбняка могут сохранять свою жизнеспособность до 12 лет, яйца аскарид – 7-8 лет.

Меры по решению экологической проблемы

Основная задача — сокращение объемов мусора и отходов промышленности. Важный этап — применение рациональных способов уничтожения загрязнителей.

Утилизация старых мусорных свалок

Наиболее острой проблемой является утилизация старых мусорных полигонов. Чаще всего используется метод захоронения (могильники). Мусор разравнивается и закапывается в землю или присыпается слоем грунта. Основные проблемы, возникающие при устройстве могильников:

• загрязнение грунтовых вод и вымывание полезных веществ;
• просадка грунта;
• образование метана.

Основные источники и виды загрязнения подземных вод

Основные источники химического загрязнения воды

Современный перспективный способ закрытия старых мусорных полигонов — рекультивация. Состоит из двух этапов:

1. Технологический (выравнивание поверхности полигона и формирование его тела, сбор и обезвреживание газа и фильтрата, покрытие полигона защитным экраном).
2. Биологический (подготовка почвы и посев растений).

Правильная переработка отходов и бытового мусора

Правительства развитых стран борьбу с бытовыми отходами рассматривают в контексте охраны окружающей среды с применением экологических технологий. Это методы утилизации мусора с получением экономической выгоды, включающие переработку вторичного сырья и превращения органических отходов в компост.

К современным способам переработки бытовых отходов и мусора относятся:

1. Метод предварительной сортировки ТБО. Отходы на заводах разделяют на фракции (металл, стекло, бумага, пластмассы, кости) с помощью автоматизированных конвейеров или вручную, после чего раздельно перерабатывают.
2. Земляная санитарная засыпка. Состоит в получении биогаза из твердых бытовых отходов с последующим его использованием в качестве топлива. Мусор засыпается слоем грунта, с размещением в его толще вентиляционных труб и емкостей для сбора биогаза.
3. Метод сжигания твердых бытовых отходов. Наиболее распространенная технология, применяемая мусоросжигательными заводами большинства стран, — сжигание в слоевой топке на колосниковых решетках.
4. Пиролиз. Самое перспективное направление. Суть способа состоит в химическом необратимом изменении бытовых отходов под действием низкой или высокой температур без доступа кислорода. С помощью низкотемпературного пиролиза перерабатываются (термически разлагаются) отходы, которые не поддаются утилизации (покрышки, отработанные масла, пластмассы, отстойные вещества). Подземное складирование отходов после такого пиролиза не причиняет вреда окружающей среде, так как биологически активных веществ в них не остается. При высокотемпературном пиролизе выполняется газификация мусора с целью получения пара, горячей воды и электроэнергии.
5. Биотермическое компостирование. Биомасса при доступе кислорода в специальной установке превращается в компост, использующийся в сельском хозяйстве или в качестве биотоплива в энергетической отрасли.
6. Переработка горючих отходов. Процесс происходит в закрытом реакторе с выходом продукта — горючего газа. Используют отходы в виде пластика, коры, листьев, опилок, бумаги, картона, горючих твердых продуктов переработки автомобилей, тканей, резины, пеноматериалов. Получаемый газ применяется для сопутствующих производств, на продажу, а также производства электро- и тепловой энергий.
7. Переработка органических гниющих отходов. Используют органическую фракцию ТБО, полученную в процессе сортировки мусора, отходы очистных сооружений и ферм. Процесс заключается в анаэробной переработке в реакторах отходов с получением компоста и метана, применяемых для садоводческих и сельскохозяйственных работ.
8. Переработка старых автомобилей. Применяют линии демонтажа, предполагающие вторичное использование некоторых деталей.
9. Утилизация медицинских отходов. Технология предусматривает переработку лабораторных отходов, шприцев, подгузников, медикаментов, пузырьков, игл, физиологических веществ, металлических зондов, медицинских контейнеров, ланцетов, стекла. Это закрытый процесс, включающий измельчение и стерилизацию отходов до их превращения в гранулы или сухую пыль.

Переработка отходов и мусора – основное направление экологии в борьбе за чистоту планеты

Утилизируем отходы, а получаем… энергоресурсы. Эффективные методы переработки мусора

Как собирают и сортируют бытовой мусор в мире и России

Перспектива экологической безопасности России – вторичное использование ТБО

Повторное использование ресурсов

Рециклизация (повторное применение отходов) заключается во вторичной переработке разных видов мусора. Например:

• изготовление бумажной продукции из макулатуры;
• переработка стекла на изготовление новой тары, а также использование при производстве асфальта и бетона вместо песка или гравия;
• изготовление из переплавленной пластмассы синтетической древесины;
• компостирование;
• получение энергии.

Высаживание зеленых насаждений

Метод применяется с целью биологической рекультивации умеренно загрязненных почв. Отдельные виды растений индивидуально влияют на химический состав земли и поглощают загрязнения. Например, дуб обыкновенный и мелколистная липа содержат много минеральных веществ, хорошо действующих при загрязнении почв. Белую акацию высаживают при слабом загрязнении. Железо из зараженной литосферы поглощается тополем, каштаном, липой. Медь — акацией, кленом; свинец — кленом и тополем. Зеленые насаждения спасают от эрозии почв.

Экологические проблемы современной России

Парниковый эффект, его участие в будущем Земли

Влияние вырубки лесов на мировую экологию

Рекультивация почв

Способ заключается в восстановлении участков литосферы, структура которых подвержена загрязнению вследствие складирования бытового мусора, добычи полезных ископаемых, влияния промышленных предприятий, нерационального ведения сельского хозяйства. Основные меры рекультивации:

• подготовка земель для восстановления сельскохозяйственных угодий (создание сенокосов, садов, пашни);
• подготовка территорий для высаживания лесов;
• формирование участков под зоны спорта и отдыха (турбазы, парки, скверы);
• проведение санитарно-гигиенических действий на участках, не пригодных к дальнейшему использованию.

Предприятия

О вреде, наносимом промышленностью, можно говорить долго. Однако в общих чертах схема загрязнения будет выглядеть следующим образом:

• Металлургия обогащает почву солями цветных и тяжелых металлов.
• Машиностроение «делится» мышьяком, цианистым калием и другими ядовитыми элементами.
• При производстве каучуков побочными продуктами являются катализаторы.
• Целлюлозно-бумажная промышленность выбрасывает фенолы и метанол.
• При производстве пластмасс в качестве отходов появляются бензол и фенол.

Список можно продолжать. Но уже понятно, что источники загрязнения почвы тяжелыми металлами – это предприятия. В результате их деятельности земля обогащается всевозможными химическими элементами в размерах, многократно превышающих ее потребности.

Методы борьбы с загрязнением

Экологи предлагают такие пути решения проблем, как:

• переработка и утилизация отходов,
• сокращение промышленных выбросов,
• увеличение количества зеленых насаждений,
• постепенный отказ от пестицидов,
• рекультивация земель.

Внедрение технологий переработки и утилизации

Повсеместное внедрение современных технологий переработки и утилизации позволит значительно уменьшить объем отходов и площадь мусорных свалок. Сократится количество попадающих в почву вредных веществ.

Сокращение промышленных выбросов

Решить проблему выбросов и сократить площади земель, загрязненных отходами промышленности, помогает модернизация предприятий. Уменьшение вредного воздействия на окружающую среду достигается путем применения новых технологий производства и установки более современных очистных сооружений, которые лучше справляются со своей задачей.

Увеличение количества зеленых насаждений

Некоторые виды деревьев поглощают определенные поллютанты. Например, акация белая, дуб черешчатый, липа мелколистная аккумулируют минеральные элементы. Каштан конский, тополь Болле, липа накапливают железо, а клен остролистный и тополь Болле — свинец. Для охраны литосферы от загрязнения такие растения целесообразно высаживать вдоль автомагистралей и в городах, особенно вдоль дорог и рядом с промышленными предприятиями.

Сокращение применения пестицидов

Согласно аграриям, резкий отказ от химических препаратов повлечет за собой сильное снижение урожайности. Они предлагают постепенно снижать их применение, строго соблюдая севооборот и все больше используя альтернативные методы защиты сельскохозяйственных культур, такие как:

• очистка посевного материала,
• тщательная предпосевная обработка земли,
• механическое уничтожение сорных растений,
• обработка полей биопестицидами.

Рекультивация земель

Рекультивация — это очищение загрязненных земель с целью снизить содержание вредных веществ до безопасного уровня.

Предпочтение отдается способам, которые позволяют провести санацию без замещения грунта. Так сохраняется структура почвы, не страдают почвенные микроорганизмы.

Рекультивированный полигон ТБО

Методы очистки от загрязнителей делятся на 3 группы:

1. Ограничение распространения, или локализация. Для этого используются, например, геоконтейнеры, механическая изоляция, остеклование.
2. Обработка in situ (на месте). Сюда относятся отмывание, откачивание почвенного воздуха для удаления вредных летучих веществ, биологическая очистка с помощью микроорганизмов от органических соединений.
3. Обработка ex situ (вне места). Проводится на специально оборудованных площадках. Среди применяемых методов физическая сепарация, пирометаллургическая обработка, выращивание травянистых растений (фиторемедиация).

Выбор способов зависит от вида поллютантов, уровня загрязнения, свойств почвы, степени адаптации растительного покрова и других факторов.

Прочие пути решения проблемы

Для решения проблемы загрязнения литосферы экологи рекомендуют также:

• осуществлять меры, направленные на экологическое просвещение населения, чтобы предотвратить образование стихийных свалок и неправильную утилизацию опасных отходов;
• внедрять малоотходные и безотходные способы производства;
• ужесточить юридическую ответственность за порчу земли.

Сельское хозяйство

Аграрный комплекс оказывает весьма разрушительное воздействие на землю. Стремясь защитить растения от вредителей и возбудителей болезней, люди используют ядохимикаты, а это тоже источники загрязнения почвы. Отравленные вещества напрямую попадают в пищевые цепочки и отрицательно влияют и на растения, и на животных, и на людей. Пестициды и инсектициды не только позволяют спасти урожай, но и наносят большой вред экосистемам. Некоторые препараты содержат ртуть.

Удобрения также небезопасны. Эти химические вещества применяются для стимуляции роста сельскохозяйственных культур. Однако большое их количество также может нанести вред. Дело в том, что минеральные удобрения – искусственные, в них содержится концентрированная доза микроэлементов. Именно неумеренное использование химических веществ приводит к образованию нитратов и нитритов, а также многих других вредных соединений.

Охрана почв

Много лет люди пользовались землёй, не думая о том, что разрушают её.

Стремление получить от почвы максимум её возможностей привело в итоге к тому, что началась деградация почвенного плодородного состава.

Сегодня люди должны всерьёз задуматься о защите земель, принимать меры по её охране и исправлять последствия технического прогресса. Надеяться только на самоочищение почвы нельзя: это процесс длительный.

Необходимо помочь нашей земле вернуться к естественному равновесию и природному балансу. Экологические проблемы почвы прежде всего нанесут вред самому человеку.

Контроль

Для выращивания сельскохозяйственной продукции необходима оценка загрязнения почвы химическими веществами. Существует четыре степени оценки: допустимая, умерено опасная, высоко опасная, чрезвычайно опасная. Такая же оценка степени загрязнения проводится и для почв, отведенных под населенные пункты.

Оценивается также класс опасности химических веществ, загрязняющих почву. Общий контроль осуществляет Росприроднадзор.

Мониторинг могут проводить организации, имеющие лицензию, он заключается в определении показателей, которые имеют определенную допустимую норму.

Берутся пробы и лабораторным путем определяется степень загрязнения. После этого составляется соответствующий акт.

Транспорт

В результате работы двигателей внутреннего сгорания выделяются углеводороды и оксид азота. Источники загрязнения почвы свинцом – это автомобили и самолеты, а точнее, их выхлопные газы. Этот элемент попадает в растения, аккумулируется в организмах людей. Вещество опасно тем, что накапливается и медленно отравляет человека. Сначала появляется утомляемость, бессонница. На поздних стадиях происходит поражение головного мозга и ЦНС, которое может привести к смерти. За год каждый автомобиль выбрасывает на землю примерно 1 кг свинца.

Также в качестве топлива используется бензин. Нефтепродукты попадают в почву при заправке транспорта, когда проливается жидкость.

Источники

Основные факторы, вызывающие загрязнение почвы, следующие:

Загрязнение тяжелыми металлами

Одно из самых коварных и опасных. Тяжелыми называют те цветные металлы, плотность у которых больше, чем у железа. Наиболее распространенными являются свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть. Коварство их заключается в том, что микродозы этих элементов необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности живых организмов и растений. Эти вещества отвечают за обеспечение многих функций, но при превышении нормы они накапливаются в организме, становятся слишком концентрированными и вызывают различные тяжелые заболевания.

Одно из самых токсичных веществ — ртуть. Она содержится во многих измерительных приборах и при повреждении сосуда попадает в окружающую среду. Человек может отравиться ее парами. Симптомы могут быть разными: от тошноты и слабости до летального исхода.

Не менее опасен для человека свинец. Его избыток может нанести серьезные повреждения внутренним органам и ЦНС.

Цинк и медь – часто используемые в сельском хозяйстве микроэлементы. Они стимулируют рост, подавляют болезнетворные бактерии и т. д. Однако при избытке этих веществ в почве все происходит наоборот: растения затормаживаются в своем развитии, снижается урожайность.

Какие причины загрязнения грунта?

На насущный вопрос, с чем связано загрязнение почвы тяжелыми металлами, экологи отвечают: существует несколько основных причин. Наиболее сильно на загрязнение и деградацию почвы, ухудшение ее качества влияет:

1. Развитие промышленной деятельности человечества. Несмотря на то, что прогрессирование промышленной сферы позволило сделать человечеству большой прорыв в развитии, это сфера была и остается опасной для экологии и здоровья планеты. Связано это с тем, что массовая добыча полезных ископаемых, горных пород, создание шахт и рудников способствуют тому, что на поверхности почвы остается большое количество промышленных отходов, которые не распадаются и не перерабатываются на протяжении многих лет. Происходит загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами. Грунт становится непригодным для дальнейшего использования. 2. Развитие сельскохозяйственной сферы. В процессе развития сферы сельского хозяйства все большее количество удобрений и способов обработки взращиваемых культур перестали иметь натуральную основу и стали химическими.

пользование химически активных веществ упрощает и улучшает процесс производства продуктов сельского хозяйства, увеличивает урожай. Однако, эти же химикаты становятся опасными и вредоносными для грунта и человечества. Как влияет загрязнение почвы на здоровье человека? Чужеродные вещества не разлагаются и не расщепляются в грунте, просачиваются в воду, отравляя и постепенно снижая плодородность и здоровье почвы. Химические вещества в сельском хозяйстве также отравляют растения, вызывают загрязнение и истощение почвы, становятся серьезной угрозой для атмосферы планеты. 3. Отходы и их утилизация. Несмотря на то, что промышленная сфера деятельности человека наносит ежегодно огромный удар по экологии и чистоте грунта своими отходами, сам человек загрязняет планету не меньше. В настоящее время главными показателями загрязнения почв химическими веществами являются естественные человеческие отходы жизнедеятельности, которые скапливаются в виде огромных куч биологического мусора. В отходах человека содержится большое количество токсичных веществ, которые негативным образом влияют на здоровье и функционирование грунта. 4. Нефтяные аварии. В процессе производства и транспортировки нефтяных продуктов немалое их количество может быть пролито или рассыпано на почву. Примеров этого явления за время производства нефти более чем достаточно. фть просачивается в грунт и попадает в грунтовые воды, которые пропитывают почву и провоцируют загрязнение почвы нефтепродуктами, делают ее непригодной для использования в дальнейшем, а воду — опасной для здоровья человека. 5. Кислотные дожди и их последствия. Кислотные дожди являются результатом промышленной деятельности человека. Испарение большого количества химических веществ в атмосферу приводит к их скапливанию и проникновению обратно в грунт в качестве дождя. Химические дожди могут значительным образом нанести урон растениям и грунту, поменять их биологическую структуру и сделать непригодными для дальнейшего использования или употребления в пищу.

Как нейтрализовать источники загрязнения почвы и очистить окружающую среду

Чтобы определить уровень загрязнения почвы, необходимо взять опытный образец и провести его анализ. Если содержание каких-либо элементов превышает допустимые нормы, то это будет считаться загрязнением.

При борьбе за чистоту природы важно выявить источники загрязнения почвы и нейтрализовать их. Комплекс мероприятий должен включать в себя:

• Разработку и использование технологий безотходного производства.
• Контроль за выбросами, их химическим составом и предотвращение попадания их в окружающую среду.
• Обеззараживание бытовых отходов, очистку сточных вод.
• Переработку мусора.
• Очистку выхлопных газов транспорта.
• Переход на экологически чистые средства передвижения, поиск безвредного для окружающей среды топлива.
• Использование альтернативных источников энергии.
• Обеззараживание уже загрязненных объектов.

Существуют проверенные методы для очищения сельскохозяйственных угодий. Для снижения токсичного воздействия необходимо учитывать источники и виды загрязнения почв, их состав. Например, при повышенном содержании тяжелых металлов нужно преобразовать их в недоступные или трудноусваиваемые соединения. Тогда химические элементы не будут поступать в растения и не примут участия в пищевой цепочке.

Один из самых распространенных способов обезвреживания вредных соединений – известкование почвы. Торф также делает тяжелые металлы менее доступными для растений. Можно добиться подобного эффекта, используя минеральные удобрения. При этом учитывается химический состав почвы и просчитываются возможные реакции между веществами. Например, при внесении фосфорных удобрений снижается концентрация кадмия на 53%, при использовании торфа – на 75%.

Оценка химического загрязнения почв

Систематический мониторинг почв подверженных загрязнению и агрохимический нконтроль регулярно проводят в регионах, где риск попадания вредных веществ повышен. Данный процесс осуществляется для определения содержания естественных элементов соединений, а также компонентов, не характерных для конкретного типа грунта.

Для агрохимического мониторинга почв необходимо предварительно определить ПДК – предельно допустимых концентраций вредных элементов. Они рассчитываются экспериментальным путем с учетом нескольких показателей вредности. Дальнейшая оценка почв загрязненных химическими веществами предусматривает сопоставление фактических показателей и ПДК.

Оценка загрязненности почв

Показатели химического загрязнения описываются в СанПиН 2.1.7.1287-03 – санитарно-эпидемиологических требованиях к качеству грунтов и почв. В соответствии с этим, вредные вещества делят на 3 группы опасности.

Класс опасности	Химический элемент
I	Ртуть, свинец, мышьяк, кадмий, селен, фтор, цинк
II	Хром, сурьма, мель, никель, бор, кобальт
III	Стронций, марганец, вольфрам, барий, ванадий

При оценке грунтов применяют следующие показатели:

• Коэффициент концентрации вредных элементов относительно ПДК.
• Коэффициент концентрации относительно фона.
• Суммарный показатель загрязнения.

При многокомпонентном загрязнении оценка проводится с учетом содержания самого токсичного вещества с максимальным содержанием в грунте. Земля, которая по стандартам СанПиНа, относится к чрезвычайно опасному уровню, подлежит вывозу и утилизации.

Виды загрязнения

Выделяют два основных вида загрязнений почвенного покрова.

Естественное

Может возникать, как следствие естественных природных явлений — извержения вулканов, затопления солёной морской водой или падения метеоритов.

Антропогенное

Более масштабное антропогенное загрязнение происходит при практически любой хозяйственной деятельности людей. В зависимости от видов загрязняющих факторов различают два вида антропогенного загрязнения:

1. Биологическое — в грунте наблюдается повышенное содержание бактерий, возбудителей инфекционных или паразитарных заболеваний, клещей и насекомых — потенциальных переносчиков болезней, а также животных и растений, представляющих опасность для экологии или здоровья человека. Агентами биозагрязнений служат продукты гниения, вирусы, плесень, пыльца, шерсть животных, бактерии, пылевые клещи. Подобные биологические загрязнители влекут за собой появление аллергических реакций, пищевые отравления и болезни. Плесень и бактерии выделяют в воздух опасные токсины. Признаками негативного влияния таких загрязнителей на человеческий организм станут чихание, кашель, слезотечение, одышка, проблемы с пищеварением.
2. Химическое — происходит существенное превышение показателей содержания химических соединений в грунте, вызывающих деградацию почвенного покрова и представляющих опасность для растительного и животного миров и человека. Опасные химические соединения, попадающие в почву вместе с бытовыми, промышленными, фармацевтическими отходами, с удобряемых полей, свалок или полигонов могут спровоцировать экологическую катастрофу и гибель экосистемы. Попадая в организм животных и человека, они вызывают сбои в функционировании всех систем жизнедеятельности, ведут к развитию хронических заболеваний, онкологических перерождений клеток и мутаций на генетическом уровне.

Антропогенные и природные факторы загрязнения воздуха в городах

Негативные последствия, к которым приводит загрязнение почвенного слоя Земли

Загрязнение почвы: причины, источники, последствия

Человек всегда рассматривал окружающую среду в качестве источника ресурсов. Самым ценным из них, безусловно, является плодородная почва. Без нее нашей цивилизации вообще не было – человек так и остался бы немногочисленным видом охотников и собирателей. Стремясь к большему изобилию, мы постоянно наращиваем производство сельскохозяйственной продукции, истощая почвы. Кроме того, крайне негативно на их состояние действуют и другие антропогенные факторы: промышленные выбросы, мусорные полигоны, добыча полезных ископаемых, транспорт. Именно поэтому проблема загрязнения почвы и ее эрозии – один из самых серьезных вызовов, стоящих сегодня перед человечеством.

Почва – это не просто верхний слой земли. Она представляет собой сложную субстанцию, возникшую за миллионы лет под воздействием естественных физических процессов и влиянием биосферы. Сегодня общая площадь земельных ресурсов составляет 129 млн кв. км, из них в сельскохозяйственном обороте находится примерно 15 млн кв. км. Всего же к пахотной обработке пригодны 25-32 млн кв. км. Пока еще почвенные ресурсы позволяют обеспечивать продуктами питания население планеты, но дальнейшее ухудшение качества почв несет большую угрозу продовольственной безопасности и может привести к катастрофе. Кроме того, загрязнение почв и грунтов представляет серьезную угрозу здоровью человека.

Что такое почва

Почва – это поверхностный слой литосферы, образованный за счет климатических факторов, влияния живых организмов, а также воздействия деятельности человека, которая с каждым годом становится все более заметна. Важнейшей ее особенностью является плодородие – способность удовлетворять потребности растений в микроэлементах, воде и воздухе. Почвенный слой можно назвать связующим звеном между биосферой и другими оболочками планеты: гидросферой, литосферой и атмосферой.

Существуют разные типы почв

Почвенный слой состоит из жидкой, твердой, газообразной и биологической части. Их соотношение отличается в разных почвах. Твердая часть состоит из частичек и обломков горных пород, именно она во многом определяет состав и количество химических элементов в почве. Кроме микроэлементов, в твердую фракцию входят и другие вещества. Это остатки живых организмов, продукты их жизнедеятельности, а также гумусовые соединения, которые образуются в результате сложных природных процессов.

Жидкая часть почвы состоит из воды и различных химических веществ, растворенных в ней. Высокое содержание минеральных веществ приводит к засолению почвы и ее деградации. Газообразная часть или почвенный воздух состоит из множества газов, его состав может сильно отличаться от атмосферы. Биологическая часть почвы состоит из растений и животных и микроорганизмов, которые обитают в ней.

В состав почвы входит несколько слоев. Верхний, пахотный, содержит наибольшее количество гумуса. Под ним расположена подпочва, состоящая из остатков горной породы. Ниже ее находится коренная подстилающая порода.

Структура различных почв отличается, они содержат комочки разной величины и формы. По этому признаку выделяют песчаные, глинистые, суглинистые, супесчаные почвы. Наиболее плодородными считаются черноземы. Такие почвы содержат значительное количество гумуса, что позволяет получать высокие урожаи.

Основные загрязнители грунтов

Причиной загрязнения почв обычно называют хозяйственную деятельность человека, но это не совсем правильно – данный процесс может быть и естественным. Например, извержения вулканов приводят к загрязнению вредными веществами и токсичными элементами огромных территорий. Но это, скорее, исключение из правила – главной причиной деградации почвенного покрова является антропогенный фактор. Согласно существующей классификации, загрязнители грунтов делятся на четыре группы:

• органические;
• неорганические;
• радиоактивные;
• биологические.

К органическим загрязнителям относится нефть и все продукты ее переработки, ядохимикаты, гербициды, фунгициды, фенолы, красители, хлорорганические соединения. В неорганическую группу входят тяжелые металлы (свинец, ртуть), неорганические кислоты и щелочи, минеральные соли (асбест, удобрения). К радиоактивным загрязнителям относятся радионуклиды, серьезные опасения, например, вызывает загрязнения почвы цезием-137. Биологические – это различные виды патогенных грибов, микроорганизмов, водорослей и др.

Загрязнение почв промышленными выбросами

Можно добавить, что загрязнители – не обязательно опасные вещества или яды. Вред способен нанести любой химический агент, концентрация которого превышает естественные нормы. Например, применение минеральных удобрений и пестицидов предназначено для повышения плодородия почвы, но при их чрезмерном использовании происходит отравление и деградация грунтов. Кроме того, химическое загрязнение почв крайне плохо влияет на здоровье человека.

Для каждого потенциального загрязнителя существует предельно допустимая концентрация (ПДК). Считается, что при таком содержании вещество не оказывает вредного воздействия на здоровье животных и человека, не приводит к врожденным заболеваниям. ПДК – это важнейший показатель загрязнения, он утвержден законодательно и является санитарной нормой. Исходя из ПДК, определяются категории загрязнения почвы для определенной территории, а также составляются карты загрязнения почвы и специальные таблицы.

В зависимости от степени влияния на окружающую среду и здоровье человека выделяют пять классов отходов. К первому – наиболее опасному – относят ртуть и ее соединения, цианистый калий, бензапирен, диоксин. Четвертый и пятый класс объединяет малоопасные и неопасные отходы, например, фосфаты или отходы обогащения полезных ископаемых.

Оценка степени загрязнения почв – весьма непростой процесс. Воздействие различных веществ зависит не только от их природы, но и от особенностей почвенного слоя. Кроме того, существующая номенклатура химических соединений настолько обширна, что многие из них требуют дополнительных исследований.

Основные источники загрязнения

Существует несколько путей попадания опасных или нежелательных веществ в почву:

• поступление вместе с атмосферными осадками;
• использование удобрений и средств защиты растений в сельском хозяйстве;
• сбросы жидких и твердых отходов промышленностью и коммунальными предприятиями.

Главными виновниками антропогенного загрязнения литосферы являются:

• промышленные предприятия;
• сельское хозяйство;
• транспорт;
• горно-добывающая промышленность;
• коммунальные предприятия;
• атомная промышленность.

Любой завод или фабрика производит массу различных отходов. Наиболее опасны выбросы металлургических заводов и химических предприятий, которые загрязняют почвы тяжелыми металлами, цианидами, диоксинами, хлорсодержащими веществами и другими не менее ядовитыми соединениями. Они не только убивают почвы, но и несут серьезную опасность для здоровья и жизни человека.

Нефть и нефтепродукты способны отравить огромные площади плодородных земель

Отдельное место занимает загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами. Оно происходит и в местах добычи нефти, и на путях ее транспортировки. Учитывая объемы потребления «черного золота», нефтяное загрязнение почвы является одним из самых распространенных. Особенно большой ущерб наносят аварии на промыслах и трубопроводах. Бензин и дизельное топливо – источники вредных выбросов в атмосферу, в состав которых входят соединения азота, свинца, углерода. Все это вместе с осадками возвращается обратно на землю и приводит к загрязнению почв городов. Таким же вредным для окружающей среды является и производство пластмасс.

Сельское хозяйство только на первый взгляд кажется чистой и безопасной для окружающей среды отраслью. Несмотря на отсутствие огромных доменных печей и дымящихся труб, оно является одним из основных источников загрязнения почвы. Главная опасность – чрезмерное использование минеральных удобрений и средств защиты растений. Загрязнение почв пестицидами имеет долговременные последствия. Они накапливаются в грунтах, вызывая гибель множества полезных организмов и ухудшая состояние почвенного покрова. Избыточное применение органических удобрений (навоза, перегноя, помета) может привести к биологическому загрязнению почв. Неконтролируемое распахивание и вырубка лесных массивов вызывает деградацию и опустынивание земель. Сельскохозяйственное загрязнение ежегодно превращает около 6 млн га в пустыни.

Еще большую опасность для земельных ресурсов представляют предприятия коммунальной сферы. Причем по степени вредоносности они превосходят сельское хозяйство, транспорт и даже тяжелую промышленность. Наши города производят миллионы тонн твердых бытовых отходов (ТБО), которые затем превращаются в огромные свалки. Мусорные полигоны отравляют воздух, почву и грунтовые воды – путей решения данной проблемы пока не существует. Сжигание отходов только ухудшает ситуацию. Не слишком эффективна и переработка мусора. Загрязнение почвы бытовыми отходами – одна из самых серьезных проблем, стоящих перед человечеством.

Не лучше обстоят дела с очисткой сточных вод. Вместе с ними в почву попадают болезнетворные бактерии, гельминты, другие патогенные организмы, которые затем через пищу могут оказаться в организме человека. Причем возбудители заболеваний многие годы способны сохранять жизнеспособность в грунте.

АЭС и другие объекты атомной энергетики являются потенциальными источниками радиоактивного загрязнения почвы. Наибольший урон причиняют аварии реакторов или чрезвычайные происшествия в местах хранения ядерных отходов. Почвы, загрязненные искусственными радионуклидами, на тысячи лет выводятся из сельхозоборота.

Огромный вред почвенному покрову наносит горно-добывающая промышленность. Она является одним из основных источников загрязнения почв. Кроме того, добыча полезных ископаемых требует отчуждения громадных территорий под отвалы, карьеры, разрезы. Почвенный слой при этом, как правило, полностью уничтожается.

Чем грозит загрязнение грунтов

Почвенный покров – практически невозобновляемый ресурс, он образуется со скоростью один-два сантиметра в столетие. Наиболее тяжелое последствие загрязнения почвы – снижение урожайности сельхозкультур, что несет значительные экономические издержки. Под действием химических веществ или эрозии состав почвы изменяется так радикально, что становится непригодным для выращивания растений.

И это очень серьезная угроза, учитывая, что и сегодня миллионы людей на планете недоедают. Уже в ближайшие десятилетия загрязнение и истощение почв может привести к дефициту продуктов питания и поставит человечество на грань голода.

Мусорные полигоны являются одним из главных источников загрязнения почвы

Еще одной опасностью загрязнения почв является разрушение биоценозов. Почвенный слой – неотъемлемая часть любой экологической системы. Без него не могут существовать растения, что делает невозможным образование естественных пищевых цепочек. Загрязнение почвы всегда приводит к вымиранию видов и уменьшению биоразнообразия. Почвы смягчают климатические изменения, повышают устойчивость к засухам и наводнениям, способствуют возобновлению водных ресурсов.

Опасные вещества, оказавшись в почве, накапливаются в растениях и, в конце концов, попадают в организм человека, вызывая болезни и уменьшая продолжительность жизни. Состояние почв влияет на качество питьевой воды, потому что верхний слой грунта является своеобразным буфером и фильтром. Однако промышленное загрязнение почв снижает их способность удерживать опасные вещества.

Уже сегодня примерно треть земель, пригодных для ведения сельского хозяйства, сильно или умеренно деградированы. Считается, что к 2050 году на планете будет проживать более 9 миллиардов человек. И если мы не предотвратим дальнейшее истощение почвенного покрова, то их банально не будет чем кормить.

Есть ли свет в конце тоннеля

На протяжении столетий человек бездумно использовал земли, не обращая особого внимания на степень ее деградации. Сегодня мы вынуждены задуматься о борьбе с загрязнением почвы, о ее охране и исправлении последствий технического прогресса.

Проблема уничтожения почвенных ресурсов является сложной и комплексной, поэтому, к сожалению, не имеет простых решений. Ее условно можно разделить на две составляющие: защита почвы от новых загрязнений и восстановление грунтов, особенно пострадавших от хозяйственной деятельности человека.

Первоочередной задачей является контроль загрязнений почв. В России этим занимается Росприроднадзор . Оценка уровня загрязнения почвы проводится путем регулярного забора проб и проведения их лабораторного исследования. В нашей стране порча земли считается уголовным преступлением – 254 статья УК РФ.

Для уменьшения сельскохозяйственной деградации грунтов необходимо:

• чередовать высаживаемые культуры;
• уменьшить количества удобрений и пестицидов;
• проводить эффективную мелиорацию;
• насаживать защитные лесополосы.

Можно добавить, что постоянно ведутся работы над созданием менее токсичных удобрений и пестицидов. Еще одним направлением работы ученых является выведение более устойчивых и продуктивных сортов растений.

Очистка почвы от нефтяных загрязнений – долгий и дорогой процесс

Против химического и биологического загрязнения эффективны фильтры, отстойники и очистные сооружения, но они не способны полностью устранить проблему. Куда лучшим способом является внедрение новых («зеленых») технологий, кардинально уменьшающих количество отходов. Например, отказ от ископаемого топлива сделает невозможным загрязнение грунтов нефтью и ненужными – огромные угольные карьеры.

Огромной проблемой являются бытовые отходы и сточные воды городов – что делать с ней пока непонятно. Мусорные полигоны производят столько токсичных отходов, что земля на их месте приходит в абсолютную негодность. При их рекультивации грунт просто собирают и захоранивают. Единственный способ борьбы со свалками – уменьшение количества мусора путем его переработки. В развитых странах подобная стратегия уже давно считается нормой: все, что можно использовать вторично, отправляется на переработку. Все громче раздаются голоса о полном запрете пластика, составляющего значительную часть бытового мусора. Куда менее экологичным способом утилизации ТБО считается сжигание.

Способы очистки зависят от характера загрязнения почвы. Земля способна самостоятельно восстановиться, но это требует очень много времени. Существуют методы рекультивации земель, способные вернуть плодородие за сравнительно короткий срок. Например, участок несколько раз подряд засеивается быстрорастущими культурами со значительной зеленой массой. Такие растения неплохо удаляют из почвенного слоя тяжелые металлы и токсичные химические соединения. Эффективна глубокая вспашка, при которой загрязненный слой опускается на глубину около 50 см.

Практически невозможно очистить землю от больших концентраций тяжелых металлов и радионуклидов. В этом случае обычно проводится полная рекультивация участка с удалением верхней части грунта и его захоронением.

Сначала на пострадавшей территории проводят корректировку ландшафта: заравнивают ямы, рвы, траншеи, убирают терриконы, создают гидротехнические сооружения. Затем верхний слой грунта снимается и на подготовленную площадку наносится плодородная почва. Последний этап можно называть «биологическим»: на участке высаживаются растения, улучшающие свойства почвы. Чаще всего для этой цели используются Бобовые, например, клевер.

Клевер и другие растения семейства Бобовых часто используют для биологической рекультивации почвы

Сама постановка вопроса о негативном воздействии человека на окружающую среду, в том числе и на почву, кажется не слишком корректной. Учитывая современное количество населения, мы просто не можем не влиять на почвенный покров. Это нужно принять, как данность и думать над минимизацией ущерба. В первую очередь следует работать над созданием новых технологий, способных уменьшить загрязнение: более совершенных способах очистки сточных вод или переработки мусора. Создание продуктивных сортов растений позволит уменьшить площадь сельскохозяйственных угодий, сохранив луга и леса в их первозданном виде.

Источники загрязнения почв и загрязняющие вещества

Загрязнителем почвы может быть любой физический агент, химической вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, превышающих свою обычную концентрацию. Основной показатель, характеризующий воздействие загрязняющих веществ на окружающую среду – предельно допустимая концентрация (ПДК).

Загрязнение почв сопряжено с загрязнением атмосферы и воды. В почву попадают различные твердые и жидкие отходы промышленного производства, сельского хозяйства и коммунально-бытовых предприятий. Главные источники загрязнения-жилые дома и коммунально-бытовые предприятия, промышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт и др.

Жилищно-коммунальное хозяйство

Основными загрязнителями почвы-бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор общественных учреждений (больниц, столовых, гостиниц, магазинов и т.д.).

Все это собирают и вывозят на городские и местные свалки, которые занимают большие площади земель и являются источниками загрязнения воздуха, грунтовых вод ядовитыми веществами. В настоящее время уничтожение жилищно-коммунальных отходов производится путем промышленной переработки мусора на специальных заводах.

Промышленные предприятия

В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на почву, живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности содержатся соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственного волокна образуются отходы бензола и фенола. Отходы целлюлозно-бумажной промышленности, предоставляют собой фенолы, метанол, скипидар.

Основной путь тяжелых металлов в почву атмосферный. Наибольшую концентрацию в атмосферных выбросах предприятий имеют такие металлы, как кадмий, ртуть, свинец, цинк, медь, никель и др.

Сельское хозяйство

Основные загрязнители почвы в этой отрасли являются удобрения, ядохимикаты, применяемые для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков. Ежегодно вместе с урожаем из почвы выносятся миллионы тонн питательных веществ (азота, калия, фосфора, магния, кальция и др), которые необходимо компенсировать. Следовательно, внесение органических и минеральных удобрений – важнейшее средство восстановления повышения плодородия почв. Необходимость применения пестицидов в сельском хозяйстве объясняется тем, что без них урожайность сельскохозяйственных культур резко падает и составляет лишь 20-40% той, которая могла бы быть получена при их применении. Вместе с тем, следует знать, что большое количество пестицидов токсичны не только для вредителей культурных растений, но и для животных и человека. Ненормированное применение пестицидов ведет к загрязнению почв из-за нарушения в ней круговорота веществ. Особенность этих веществ заключается в том, что они сохраняю устойчивость в почве длительное время, что приводит к накоплению их в урожае сельскохозяйственных культур.

Применение удобрений в сельском хозяйстве также вызывает ряд экологических проблем, связанных с загрязнением почвы неорганическими и органическими химическими веществами. Большую опасность для человека представляет накопление в почве кадмия, который в природе находится в почве и воде, а также в тканях растений.

Органические удобрения часто служат источником биологического загрязнения почвы. Вместе с навозом в нее попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания могут поступать в организм человека.

Транспорт

Развитая транспортная сеть, ее прогресс сопровождается негативными последствиями – отрицательным воздействием на окружающую среду. Экологический ущерб от эксплуатации автотранспортных средств обусловлен токсичными выбросами. Так, установлено, что ежегодно автотранспортные средства выбрасывают в атмосферу более 12 млн. тонн различных загрязняющих веществ: окиси углерода, окислов азота, серы, сажи и других. Большая часть этих выбросов оседает на почву, изменяя ее основные природные параметры.

К освоению выработанных торфяных месторождений следует приступать как можно раньше после окончания добычи торфа и завершения мелиоративного устройства территории. Запаздыванием с рекультивацией приведет к зарастанию площади кустарником, мелколесьем, сорной растительностью Интенсивное рыхление вспаханного пласта содействует проникновению в .

Наибольшие площади нарушенных земель связаны с торфоразработками. При разработке торфяников на топливо, удобрение, подстилку, с целью использования торфа в химической промышленности на месте выработанных торфяников остаются карьеры, покрытые слоем остаточного торфа мощностью до нескольких десятков сантиметров, подстилаемые минеральным грунтом. .

К тяжелым металлам относятся более 40 химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева, масса атомов которых составляет более 50 атомных единиц. Часть из них (медь, цинк, молибден, марганец). Получивших название микроэлементов, играют важную роль в жизни растений. Они входят в состав многих ферментов, являясь катализаторами .

Рекультивация-комплекс мероприятий по восстановлению нарушенных человеком в процессе природопользования и иной антропогенной деятельности свойств почв- земель для последующего их использования и улучшения экологического состояния. Объекты рекультивации: нарушенные земли, то есть территории, на которых разрушены или полностью уничтожены .

Все процессы и явления, которые вызывают деградацию почв, снижают почвенное плодородие и уменьшающие площадь сельскохозяйственных земель, условно делятся на 4 группы. Природные процессы, неблагоприятное воздействие которых на почвенный покров предотвратить нельзя: землетрясение, карсты (растворение водой горных пород), суффозия (вынос .

https://greenparkomsk.ru/ostrye-voprosy/zagryaznenie-pochvy-doklad.html
https://news.myseldon.com/ru/news/index/221636353

Источники загрязнения почв и загрязняющие вещества